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Einrichtung für die synthetische Darstellung von Benzol und davon
abgeleiteten Kohlenwasserstoffen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zur synthetischen Darstellung von Benzol und anderen davon abgeleiteten
Kohlenwasserstoffen durch Kondensieren von Acetylengas. Diese besteht aus einem
eisernen oder stählernen Behälter, in welchem eine große Menge Acetylengas bis zur
Reaktionstemperatur erwärmt wird, und einem Umlauf für das Reaktionsgas mit einem
außerhalb des Behälters angebrachten Kühler. Bei diesem Umlauf werden das kondensierte
Benzol und die anderen Kohlenwasserstoffe, die sich gebildet haben, abgeschieden
und das vom Kühler kommende abgekühlte Gas von neuem in den Behälter eingeführt.
Dieser Umlauf des Gases im Kühler dient nicht nur zur Abscheidung des Benzols und
der Kohlenwasserstoffe, die sich gebildet haben, sondern durch die Einführung des
abgekühlten Gases soll außerdem vermieden werden, daß die Temperatur im Behälter
eine Höhe erreicht, in der sich das Acetylen zersetzt. Außerdem wird auf diese Weise
im Innern des Behälters eine Bewegung geschaffen, die das vorhandene Gas mischt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine Verbesserung
dieser Einrichtung, die dazu dient, die Temperatur des im Behälter befindlichen
Gases gleichförmig zu gestalten, um mit Sicherheit Wärmeansammlungen zu verhindern,
die zur teilweisen Zersetzung des Acetylens führen könnten, und um gleichzeitig
eine genauere Regelung der Temperatur und der Fabrikationsbedingungen zu ermöglichen.
Dank der Verbesserung können größere Reaktionsbehälter benutzt werden, und es wird
so die industrielle Herstellung von großen Mengen Kohlenwasserstoff ermöglicht.
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Die Verbesserung der Einrichtung nach der Erfindung besteht im wesentlichen
darin, daß der Reaktionsbehälter so angeordnet wird, daß sein Inneres die Form eines
endlosen Kanals erhält, der mit einem Ventilator in Verbindung gebracht wird oder
mit anderen mechanischen Vorrichtungen, die das in dem Behälter befindliche Gas
zwingen, einen ständigen Kreislauf gemäß diesem endlosen Wege zu beschreiben. Durch
die Zirkulation des Acetylens im Innern des Behälters wird eine vollständig gleichmäßige
Erwärmung der gesamten Acetylenmenge gewährleistet und gleichzeitig eine innige
Mischung derselben erzielt. Der Behälter wird an einem Gasbehälter angeschlossen,
der das für die Reaktion bestimmte Gas liefert, sowie an einem außen angeordneten
Kühler, durch den gleichfalls ein dauernder Acetylenstrom läuft, der vom Behälter
kommt, wobei sich das kondensierte Benzol oder der sonstige
Kohlenwasserstoff
abscheidet und worauf das im Kühler abgekühlte Acetylen von neuem in den Behälter
befördert wird.
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Die Gestaltung des Reaktionsbehälters in Form eines endlosen Kanals
kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Zum Beispiel kann im Innern des Behälters
eine zentrale Wand vorgesehen werden, die mit ihren Enden nicht bis an die U'ände
des Behälters heranreicht, wodurch der Behälter in zwei Teile geteilt wird, die
am oberen und am unteren Ende miteinander in Verbindung stehen. Der Reaktionsbehälter
kann auch aus zwei voneinander unabhängigen Gefäßen gebildet werden, die an ihren
oberen und unteren Enden miteinander in Verbindung stehen. Eine in der Praxis zu
bevorzugende Lösung besteht im Gebrauch eines vertikalen Zylinders aus Eisen- oder
Stahlblech, der außen durch eine Feuerung oder durch eine andere geeignete Vorrichtung
erwärmt wird. Im Innern dieses Behälters wird ein zentraler Zylinder von verhältnismäßig
großem Durchmesser vorgesehen, der an seinen Enden mit dem oberen und unteren Teile
des ersten Behälters in Verbindung steht. In diesem inneren Rohr ist ein geeigneter
Ventilator unterzubringen, der den Umlauf des Gases bewirkt, das in gleichförmiger
Weise zirkuliert, indem es durch das innere Rohr hindurchtritt und durch den Zwischenraum
zwischen dem inneren Rohr und der äußeren Gefäßwand zurückströmt, worauf es wieder
in den zentralen Kanal eintritt, und so fort.
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Dieser Behälter wird wie beschrieben mit einem außen angeordneten
Kühler in Verbindung gebracht.
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Mit dieser Anordnung wird in erster Linie erreicht, daß im Innern
des Reaktionsbehälters eine vollständig gleichmäßige Temperatur herrscht, wobei
außerdem erzielt wird, daß diese Gleichförmigkeit der Temperatur nicht von dem äußeren
Umlauf des Gases durch den Kühler abhängig ist, d. h. infolge der Verbesserungen
gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Umlauf des Gases durch den äußeren Kühler
unter ausschließlicher Berücksichtigung der Fabrikationsnotwendigkeiten nach Belieben
geregelt werden, ohne daß dieser Umlauf Vorbedingung wäre für die Aufrechterhaltung
der Gleichmäßigkeit der Temperatur des im Behälter befindlichen Gases. Diese Anordnung
gestattet außerdem die leichte Regelung der Temperatur der gesamten Gasmenge, wenn
man mit großen Reaktionsbehältern arbeitet, was schwer oder unmöglich durch einen
einfachen äußeren Kreislauf erreicht würde.
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In der beigefügten Zeichnung wird beispielsweise eine Einrichtung
zur synthetischen Darstellung von Benzol mit den Verbesserungen der vorliegenden
Erfindung in vertikalem Schnitt gezeigt.
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Die als Beispiel in der Zeichnung dargestellte Einrichtung umfaßt
einen Reaktionsbehälter i aus Eisen- oder Stahlblech. Dieser Behälter wird durch
eine äußere Feuerung 3, deren Verbrennungsgase durch die Kanäle 2 und q. strömen,
erwärmt. Die Gase ziehen dann durch den Kanal s nach dem Schornstein ab.
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Der Behälter i weist in seinem oberen Teil ein Rohr 6 auf, das für
den Durchtritt des für die Reaktion bestimmten Acetylengases vorgesehen ist. Vom
oberen Teile des Behälters geht noch ein anderes Rohr 7 ab, das mit einer Pumpe
oder einem Saugventilator 9 versehen ist, der das Acetylen vom oberen Teile des
Behälters ansaugt und durch den Kühler 8 laufen läßt, in dem das Benzol und die
gebildeten Kohlenwasserstoffe kondensieren. Diese werden durch die Leitungen i i
und 12 abgelassen, während das im Kühler 8 abgekühlte und vom flüssigen Kohlenwasserstoff
gereinigte Gas von neuem dem Behälter i durch das Rohr io zugeführt wird, oder es
wird in einen anderen Behälter befördert, der mit dem ersten in Reihe angeordnet
ist.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird im Innern des Reaktionsbehälters
i eine Wand vorgesehen, die einen endlosen Kanal bildet, der in dem in der Zeichnung
dargestellten Beispiel durch ein inneres Rohr 13 hergestellt wird, das an seinen
Enden offen ist und so eine freie Verbindung mit dem oberen und unteren Ende des
Reaktionsbehälters i schafft. Im Inneren dieses Rohres 13 ist ein Ventilator 14
vorgesehen, dessen Achse aus dem Behälter herausragt, und der mittels einer Riemenscheibe
15 und eines Motors 16 angetrieben wird, und zwar so, daß der in Umdrehung versetzte
Ventilator einen Acetylenstrom in Richtung der Pfeife 17 erzeugt und so das im Behälter
i befindliche Acetylengas zwingt, einen ständigen Kreislauf zu beschreiben, indem
es durch das Rohr 13 heruntersteigt und durch den ringförmigen Raum, der zwischen
dem Rohr 13 und dem Behälter i bleibt, heraufzieht. Dieser Kreislauf hält die im
Behälter i befindliche Acetylenmenge in ständiger Bewegung, und es wird so vermieden,
daß die Gasmenge sich in irgendeinem Teile des Behälters ansammelt, und daß in dem
betreffenden Teile Wärmeansammlungen vorkommen, die teilweise Zersetzung des Acetylens
zur Folge haben.
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Anstatt des zentralen, zur äußeren Wand des Behälters i konzentrischen
Rohres i3 kann auch eine einfache Wand angeordnet werden, die den Behälter in zwei
Teile scheidet, die oben und unten miteinander in Verbindung stehen, oder es kann
auch im Innern
des Behälters ein Kanal in Zickzackform angeordnet
«erden.
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Dieser Umlauf des Gases im Behälter i ist vollständig unabhängig von
der Zirkulation, die durch die Pumpe g und die Rohre 7 und io bewirkt wird, so daß
durch die vorliegende Erfindung der Umlauf durch den Kühler 8 beliebig, allein unter
Berücksichtigung des Niederschlags der Kohlenwasserstoffe, die sich gebildet haben,
und der für die Reaktion aufrechtzuerhaltenden Temperatur, geregelt werden kann.
Die Gleichförmigmachung der Temperatur im Behälter i wird vom Ventilator 14. besorgt
und kann hierbei völlig außer acht gelassen werden.